EP2692820A1

EP2692820A1 - Abrasive grit with base surface, ridge and opening

Info

Publication number: EP2692820A1
Application number: EP12178940.8A
Authority: EP
Inventors: Georg Hejtmann; Petra Stedile; Stefan Fuenfschilling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-02-05

Abstract

The abrasive grain comprises an opening (11) and a base body (16) having a projection (12). A part of the projection includes the opening. The opening is present in a round or a circular shape. A step (17) is formed between the base body and the projection. An outer contour (13) of the projection lies within the outer contour of the base body. A cutting plane angle (-10 to 10[deg] ) is formed between an axis of the projection and the outer contour the projection, and extends in the axis of the projection. The abrasive grain comprises 90 wt.% of a polycrystalline ceramic material. Independent claims are included for: (1) a method for producing abrasive grains; and (2) a method for producing abrasive articles.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifkörner mit definierter Form, Gesamtheiten von Schleifkörnern, Verfahren zum Herstellen von Schleifkörnern, Giesswerkzeuge, Schleifartikel mit Schleifkörnern, Verfahren zum Herstellen von Schleifartikeln sowie Verfahren zum Schleifen einer Oberfläche mit einem Schleifartikel.The present invention relates to defined shape abrasive grains, abrasive grain aggregates, abrasive grain production methods, casting tools, abrasive grain abrasive articles, methods of making abrasive articles, and methods of abrading a surface with an abrasive article.

Schleifkörner, insbesondere keramische Schleifkörner, mit definierter Form und Grösse sind seit einiger Zeit bekannt.Abrasive grains, in particular ceramic abrasive grains, of defined shape and size have been known for some time.

Die US 5,201,916 offenbart unter anderem flache Schleifkörner mit beispielsweise dreieckiger, rechteckiger oder kreisförmiger Form. Diese Schleifkörner werden aus einer Dispersion hergestellt, die in α-Aluminiumoxid konvertierbare Partikel und eine Flüssigkeit mit einer flüchtigen Komponente enthält. Die Dispersion wird in eine Giessform gegossen, die eine ebene Grundfläche und Vertiefungen aufweist, deren Formen komplementär zur gewünschten Formen der Schleifkörner sind. Anschliessend wird ein Teil der flüchtigen Komponente entfernt, so dass ein Vorprodukt mit der gewünschten Form entsteht. Das Vorprodukt wird dann aus der Giessform entnommen, kalziniert und schliesslich gesintert, so dass das fertige Schleifkorn entsteht.The US 5,201,916 discloses, among other things, flat abrasive grains having, for example, a triangular, rectangular or circular shape. These abrasive grains are prepared from a dispersion containing α-alumina convertible particles and a volatile component liquid. The dispersion is poured into a mold having a flat base and depressions whose shapes are complementary to the desired shapes of the abrasive grains. Subsequently, a part of the volatile component is removed, so that a precursor of the desired shape is formed. The precursor is then removed from the mold, calcined and finally sintered to form the finished abrasive grain.

Die mit diesem Verfahren hergestellten Schleifkörner weisen zwei gegenüberliegende Grundflächen auf, die im Wesentlichen die gleiche geometrische Form haben. Den Schleifkörnern wird eine längere Lebensdauer zugewiesen, da von den Schleifkörnern während des Schleifens ständig kleine Stücke abbrechen, so dass sich neue Schneideflächen ergeben. Die Schleifkörner schärfen sich hierdurch selbst. Von Schleifkörnern mit einer Grundfläche in Form eines Dreiecks, insbesondere eines gleichseitigen Dreiecks, wird vermutet, dass sich beim elektrostatischen Streuen etwa ein bis zwei Drittel so orientieren, dass eine Spitze von der Unterlagen weg weist, während sich weitere Schleifkörner so orientieren, dass die Spitze auf die Unterlage zu weist.The abrasive grains produced by this method have two opposing bases that are substantially the same geometric shape. The abrasive grains are given a longer life because of the abrasive grains during grinding constantly break off small pieces, so that new cutting surfaces arise. The abrasive grains thereby sharpen themselves. Of abrasive grains with a Base area in the form of a triangle, in particular an equilateral triangle, it is assumed that the electrostatic scattering about one to two thirds oriented so that a tip facing away from the documents, while other abrasive grains oriented so that the tip to the pad too has.

In einem in EP 615 816 beschriebenen alternativen Verfahren werden mittels Extrusion zunächst längliche, stangenförmige Vorprodukte erzeugt, die anschliessend in einzelne Schleifkörner zerteilt werden. Die stangenförmigen Schleifkörner können somit beispielsweise eine Zylinder- oder Prismenform aufweisen.In an in EP 615 816 initially described elongated, rod-shaped precursors are produced by extrusion, which are then divided into individual abrasive grains. The rod-shaped abrasive grains may thus have, for example, a cylindrical or prismatic shape.

In der WO 2009/085841 wird ein weiteres Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem das Vorprodukt in der Giessform unter Bedingungen getrocknet wird, die zum Brechen des Vorprodukts führen. Die Bruchstücke weisen zumindest teilweise Oberflächen und Kanten auf, die komplementär zu den entsprechenden Oberflächen und Kanten der Giessform sind und daher den durch die Giessform definierten Winkel aufweisen. Diese Oberflächen und Kanten liefern eine erhöhte Schneidfähigkeit. Die weiteren, durch das Brechen entstandenen Oberflächen und Kanten sind hingegen unregelmässig.In the WO 2009/085841 describes another production process in which the precursor is dried in the mold under conditions that lead to the breaking of the precursor. The fragments have at least partially surfaces and edges which are complementary to the corresponding surfaces and edges of the mold and therefore have the angle defined by the mold. These surfaces and edges provide increased cutting ability. The other surfaces and edges created by breaking are irregular.

Die WO 2010/077495 offenbart Schleifkörner, die eine durchgehende oder eine nicht durchgehende Öffnung enthalten oder eine schalenartige Form aufweisen. Auch Herstellungsverfahren für derartige Schleifkörner sind dort beschrieben. Weitere Schleifkörner mit undefinierten Öffnungen sind in der WO 2010/077518 offenbart. Die WO 2010/077491 befasst sich ebenfalls mit Schleifkörnern mit einer schalenartigen Form.The WO 2010/077495 discloses abrasive grains containing a continuous or non-penetrating opening or having a cup-like shape. Also, production processes for such abrasive grains are described there. Other abrasive grains with undefined openings are in the WO 2010/077518 disclosed. The WO 2010/077491 also deals with abrasive grains with a shell-like shape.

Aus der WO 2010/077519 sind Schleifkörner bekannt, die zwei gegenüberliegende Hauptflächen und dazwischen verlaufende, zu den Hauptflächen geneigte Seitenflächen aufweisen. Die verschiedenen Seitenflächen eines Schleifkorns können unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Hauptflächen geneigt sein.From the WO 2010/077519 abrasive grains are known having two opposite major surfaces and extending therebetween, inclined to the major surfaces side surfaces. The various side surfaces of an abrasive grain may be inclined at different angles relative to the major surfaces.

Das Dokument WO 2011/068724 zeigt ebenfalls Schleifkörner, welche eine Grundseite und eine Spitze sowie dazwischen verlaufende geneigte Seitenflächen aufweisen. Ähnliche Schleifkornformen sind auch in der WO 2011/109188 beschrieben.The document WO 2011/068724 also shows abrasive grains having a base side and a tip and inclined side surfaces extending therebetween. Similar abrasive grain shapes are also available in the WO 2011/109188 described.

Das Dokument WO 2010/077509 befasst sich mit Schleifkörnern, die eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Furchen aufweisen. Diese Furchen werden mit Hilfe von komplementären Graten an der Unterseite der Giessform erzeugt.The document WO 2010/077509 deals with abrasive grains that have a surface with a multitude of furrows. These grooves are created by means of complementary ridges on the bottom of the mold.

Die WO 2011/068714 zeigt pyramidenförmige Schleifkörner mit einer parallelogrammförmigen, insbesondere rhombischen, einer drachenförmigen und einer superelliptischen Grundfläche.The WO 2011/068714 shows pyramidal abrasive grains with a parallelogram, in particular rhombic, a dragon-shaped and a superelliptic base.

Die WO 2011/139562 offenbart Schleifkörner in Form von Tetraedern und Abwandlungen davon. Beispielsweise können die Seitenflächen konkav oder konvex ausgebildet sein, die Ecken des Tetraeders können abgestumpft sein, oder die Kanten können kurvenförmig sein.The WO 2011/139562 discloses abrasive grains in the form of tetrahedra and modifications thereof. For example, the side surfaces may be concave or convex, the corners of the tetrahedron may be truncated, or the edges may be curved.

Die in WO 2012/018903 beschriebenen Schleifkörner enthalten zwei oder mehr plattenförmige Abschnitte, welche unter einem Winkel zueinander angeordnet sind.In the WO 2012/018903 described abrasive grains contain two or more plate-shaped portions which are arranged at an angle to each other.

Bei dem in WO 2012/061016 beschriebenen Verfahren wird zunächst ein abrasives Gebilde hergestellt, welches Schleifkornvorprodukte enthält, die über zerbrechliche Stege miteinander verbunden sind. Nach dem Sintern werden die Schleifkörner voneinander getrennt, indem die Stege durchbrochen werden.At the in WO 2012/061016 described method, an abrasive structure is first prepared, which contains abrasive grain precursors, which are interconnected via frangible webs. After sintering, the abrasive grains are separated from each other by breaking the webs.

Alternativ können Schleifkörner definierter Form auch mit einem Siebdruckverfahren hergestellt werden. Dies beschreibt beispielsweise die WO 96/12776 . Dabei wird eine dimensionsstabile Dispersion durch Öffnungen mit definierter Form auf ein Transportband geleitet und anschliessend gehärtet. Die Öffnungen können beispielsweise in einem beweglichen Endlosband enthalten sein.Alternatively, abrasive grains of defined shape can also be produced by a screen printing process. This describes, for example, the WO 96/12776 , In this case, a dimensionally stable dispersion is passed through openings with a defined shape on a conveyor belt and then cured. The openings may for example be contained in a movable endless belt.

Eine Weiterentwicklung des Siebdruckverfahrens ist in der WO 2011/087649 offenbart. Bei diesem Verfahren wird die Dispersion mit Hilfe eines Differenzdrucks durch die Öffnungen des Endlosbandes hindurchgedrückt. Bei geeigneter Wahl der Viskosität der Dispersion können mit diesem Verfahren Schleifkörner hergestellt werden, deren Querschnitt sich von einer ersten Hauptseite zu einer zweiten gegenüberliegenden Hauptseite verjüngt.An advancement of the Siebdruckverfahrens is in the WO 2011/087649 disclosed. In this method, the dispersion is forced through the openings of the endless belt by means of a differential pressure. With a suitable choice of the viscosity of the dispersion abrasive grains can be produced with this method, the cross-section of which tapers from a first main side to a second opposite main side.

In der WO 2012/061033 werden Verfahren zum Herstellen von Schleifkörnern definierter Form mit Hilfe von Laserstrahlung beschrieben. Zudem sind weitere spezielle Formen von Schleifkörnern offenbart. Beispielsweise können die Schleifkörner ein Hauptelement und mindestens drei sich davon erstreckende, stangenförmige Elemente enthalten. Insbesondere kann das Schleifkorn die Form eines Kreuzes, eines Grossbuchstaben "T", eines Sternes oder eines griechischen Kleinbuchstaben "λ" haben.In the WO 2012/061033 For example, methods for producing abrasive grains of defined shape by means of laser radiation are described. In addition, other special forms of abrasive grains are disclosed. For example, the Abrasive grains contain a main element and at least three rod-shaped elements extending therefrom. In particular, the abrasive grain may have the shape of a cross, a capital letter "T", a star or a Greek lower case "λ".

Allgemein wird davon ausgegangen, dass Schleifkörner mit definierter Form in mehrerlei Hinsicht verbesserte Eigenschaften aufweisen: Haben die Schleifkörner bereits zum Beginn ihrer Herstellung eine definierte Form und Grösse, so entfällt ein anschliessender Sortierschritt, mit dem die Schleifkörner ansonsten in verschiedene Grössenfraktionen aufgeteilt werden müssten. Zudem bleiben die Formen und Grössen auch zwischen verschiedenen Produktionschargen nahezu unverändert, was die Schleifeigenschaften sehr gut reproduzierbar macht. Des Weiteren können die Schleifkörner beispielsweise einen erhöhten Gesamtabtrag leisten, eine längere Lebensdauer haben, eine gesteigerte Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche erzeugen oder ein besser reproduzierbares Schleifergebnis liefern.It is generally assumed that abrasive grains having a defined shape have improved properties in several respects: If the abrasive grains already have a defined shape and size at the beginning of their production, then a subsequent sorting step is not necessary, with which the abrasive grains would otherwise have to be divided into different size fractions. In addition, the shapes and sizes remain almost unchanged even between different production batches, which makes the grinding properties very reproducible. Furthermore, the abrasive grains may, for example, provide increased overall removal, have a longer life, produce increased surface finish of the machined surface, or provide a more reproducible sanding result.

Dennoch weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Schleifkörner eine Reihe von Nachteilen auf. Beispielsweise offenbart die WO 2010/077518 flächige Schleifkörner mit einer Öffnung. Wenn diese Schleifkörner elektrostatisch auf eine Schleifmittel-Unterlage aufgestreut werden, so stellen sich viele dieser Schleifkörner senkrecht zur Unterlage auf. Hierdurch kann eine vorteilhafte Schleifwirkung entstehen, da Spitzen der Schleifkörner von der Unterlage weg weisen. Andererseits verändert sich der Querschnitt eines Schleifkorns nur noch relativ wenig, wenn es erst einmal bis zum Erreichen der Öffnung abgetragen ist. Allerdings können auch die aufgestellten Schleifkörner aufgrund der beim Schleifen wirkenden Kippkräfte leicht aus dem Bindemittel ausbrechen, was zu einer Reduktion der Standzeit führt. Beim mechanischen Streuen bleiben die Schleifkörner häufig von vornherein auf einer flachen oder abgeflachten Seite liegen. Hierdurch kann es passieren, dass viele der Schleifkörner vollständig im Grundbinder versinken und damit praktisch überhaupt keine Schleifwirkung erzielen können.Nevertheless, the abrasive grains known from the prior art have a number of disadvantages. For example, the WO 2010/077518 flat abrasive grains with an opening. When these abrasive grains are electrostatically scattered on an abrasive pad, many of these abrasive grains are perpendicular to the pad. This can result in an advantageous grinding effect, since tips of the abrasive grains point away from the base. On the other hand, the cross section of an abrasive grain changes only relatively little once it has been removed until reaching the opening. However, the erected abrasive grains can easily break out of the binder due to the tilting forces acting during grinding, which leads to a reduction of the service life. In mechanical scattering, the abrasive grains often remain on a flat or flattened side from the outset. As a result, it can happen that many of the abrasive grains sink completely into the base binder and thus can achieve virtually no abrasive effect at all.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere soll also ein Schleifkorn bereitgestellt werden, welches auch beim mechanischen Streuen mit vergleichsweise hoher Wahrscheinlichkeit in einer gewünschten Orientierung auf einer Unterlage platziert werden kann. Zudem soll das Schleifkorn bevorzugt verbesserte Schnitteigenschaften aufweist.It is therefore an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art. In particular, therefore, an abrasive grain should be provided, which also with mechanical scattering comparatively high probability can be placed in a desired orientation on a pad. In addition, the abrasive grain should preferably have improved cutting properties.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schleifkorn mit definierter Form, mit mindestens einer Öffnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifkorn einen Basiskörper und mindestens eine von dem Basiskörper ausgehende Erhebung aufweist, welche zumindest einen Teil der Öffnung beinhaltet.This object is achieved by an abrasive grain having a defined shape, with at least one opening, characterized in that the abrasive grain has a base body and at least one outgoing from the base body survey, which includes at least a portion of the opening.

Bei dem Basiskörper und der mindestens einen Erhebung handelt es sich um gedachte Teilkörper, aus denen das gesamte Schleifkorn nur gedanklich zusammengesetzt ist. Dass das Schleifkorn mindestens zwei oder mehr solcher Teilkörper enthält, ist also nicht dahingehend zu verstehen, dass das Schleifkorn aus zwei oder mehr zunächst separat hergestellten Teilkörpern zusammengefügt wurde oder ist. Stattdessen sind die erfindungsgemässen Schleifkörner einstückig ausgebildet.The base body and the at least one elevation are imaginary partial bodies, of which the entire abrasive grain is composed only by thought. The fact that the abrasive grain contains at least two or more such partial bodies is thus not to be understood as meaning that the abrasive grain has been or has been composed of two or more partial bodies which were first prepared separately. Instead, the inventive abrasive grains are integrally formed.

Eine solche Öffnung bildet Kanten, welche schon zu Beginn des Schleifprozesses im Einsatz sind. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn die Öffnung an einem vom Basiskörper abgewandten Ende der Erhebung ausmündet. Dies resultiert in einer besonderen Schärfe des Schleifkorns, die wiederum einen deutlich erhöhten Materialabtrag erlaubt. Insbesondere kann die Öffnung beim Nassschliff auch als Flüssigkeitsreservoir oder zur Aufnahme von Schmiermittel dienen. Durch die Öffnung verringert sich zudem auch der Querschnitt, der an einer zu bearbeitenden Oberfläche angreift. Dadurch verringert sich die Reibung und es entsteht weniger Wärme.Such an opening forms edges which are already in use at the beginning of the grinding process. This effect is particularly pronounced when the opening opens at a remote from the base body end of the survey. This results in a particular sharpness of the abrasive grain, which in turn allows a significantly increased material removal. In particular, the opening during wet grinding can also serve as a liquid reservoir or for receiving lubricant. The opening also reduces the cross section which acts on a surface to be machined. This reduces friction and less heat.

Das Vorhandensein einer Erhebung und die erfindungsgemässe Anordnung der Öffnung in der Erhebung sorgen für eine insgesamt grössere Höhe des Schleifkorns und damit für eine Verlängerung der Standzeit. Aufgrund des Basiskörpers kann ein erfindungsgemässes Schleifkorn auch besser den beim Schleifen entstehenden Kippkräften standhalten.The presence of a survey and the inventive arrangement of the opening in the survey provide for an overall greater height of the abrasive grain and thus for an extension of the service life. Due to the base body, an abrasive grain according to the invention can also better withstand the tilting forces arising during grinding.

Der Basiskörper kann flächig ausgebildet sein. Darunter ist hier ein Basiskörper zu verstehen, dessen Ausdehnung in zwei Richtungen senkrecht zu einer Achse der Erhebung die Ausdehnung in der Richtung der Achse der Erhebung übersteigt, und zwar insbesondere in einem Verhältnis von mindestens 2:1, bevorzugt mindestens 3:1 und besonders bevorzugt mindestens 4:1. Damit kann gewährleistet werden, dass auch beim mechanischen Streuen eine Mehrheit der Schleifkörner mit diesem Basiskörper auf einer Schleifmittel-Unterlage zu stehen kommt und entsprechend die Öffnung von der Unterlage abgewandt ist. Zudem besteht der Vorteil, dass durch einen flächigen Basiskörper eine Art Fuss entsteht, der besonders dazu geeignet ist, das Schleifkorn besser an einer Unterlage zu fixieren. Besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die von der Erhebung abgewandte Unterseite des Basiskörpers im Wesentlichen eben ist, da sie dann besonders gut als Standfläche des Schleifkorns geeignet ist.The base body may be formed flat. By this is meant a base body whose extent in two directions perpendicular to an axis of the elevation exceeds the extent in the direction of the axis of the elevation, in particular in a ratio of at least 2: 1, preferably at least 3: 1, and more preferably at least 4: 1. It can thus be ensured that even with mechanical scattering, a majority of the abrasive grains come to rest on an abrasive base with this base body and, accordingly, the opening faces away from the base. In addition, there is the advantage that a kind of base is created by a flat base body, which is particularly suitable for fixing the abrasive grain better to a substrate. It has proved to be particularly advantageous if the underside of the base body facing away from the elevation is essentially flat, since it is then particularly well suited as a base surface of the abrasive grain.

Durch eine entsprechende Ausformung der Erhebung können vorteilhafte Eingriffswinkel zwischen der Erhebung und einer zu bearbeitenden Oberfläche erreicht werden, wie weiter unten im Detail beschrieben wird.By a corresponding shaping of the survey advantageous pressure angles between the survey and a surface to be machined can be achieved, as will be described in detail below.

In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Erhebung die ganze Öffnung. Die Öffnung erstreckt sich also nicht auch bis in den Basiskörper hinein. Dies gewährleistet eine maximale Ausbildung von Schneidkanten in der Erhebung, die hauptsächlich mit einer bearbeiteten Oberfläche in Kontakt gerät. Zudem sind ein solches Schleifkorn und insbesondere sein Basiskörper mechanisch stabil.In a preferred embodiment, the elevation includes the entire opening. The opening thus does not extend into the base body. This ensures maximum formation of cutting edges in the bump, which mainly comes into contact with a machined surface. In addition, such an abrasive grain and in particular its base body are mechanically stable.

Von besonderem Vorteil hat sich erwiesen, wenn die Öffnung wenigstens an einem Ende der Erhebung im Wesentlichen rund ist, insbesondere kreisrund. Damit ist gewährleistet, dass das Schleifkorn unabhängig von seiner Ausrichtung gleichmässige Schnitteigenschaften aufweist.It has proven particularly advantageous if the opening is substantially round at least at one end of the elevation, in particular circular. This ensures that the abrasive grain has uniform cutting properties regardless of its orientation.

In einer weiteren Ausführungsform durchdringt die Öffnung sowohl die Erhebung als auch den Basiskörper. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn sich die Schleifeigenschaften während der Abnutzung kaum verändern sollen. Ausserdem kann durch geeignete Wahl der Aussenkontur der Erhebung ein vorteilhafter Eingriffswinkel in das zu bearbeitende Material gewährleistet werden, wie weiter unten im Detail erläutert wird.In another embodiment, the opening penetrates both the elevation and the base body. This is of particular advantage when the grinding properties are unlikely to change during wear. In addition, by suitable choice of the outer contour of the survey, an advantageous pressure angle can be ensured in the material to be processed, as will be explained in detail below.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Basiskörper und der Erhebung eine Stufe gebildet. Hierdurch ist das Schleifkorn besonders stabil gegenüber Kippkräften, wenn es mit der Unterseite seines Basiskörpers auf einer Schleifmittel-Unterlage fixiert ist. Zudem sorgt eine derartige Stufe für eine vorteilhafte Verbindung, da der Basiskörper dann ganz im Bindemittel eingeschlossen werden kann.Advantageously, a step is formed between the base body and the elevation. As a result, the abrasive grain is particularly stable against tilting forces when it rests against the underside of its base body on an abrasive pad is fixed. In addition, such a step provides for an advantageous connection, since the base body can then be completely enclosed in the binder.

Bevorzugt ist in einer durch eine Achse der Erhebung verlaufenden Schnittebene ein Winkel zwischen der Achse und einer Aussenkontur der Erhebung gebildet, der zwischen +45° und -45°, bevorzugt zwischen +40° und -40°, weiter bevorzugt zwischen +30° und -30°, weiter bevorzugt zwischen +25° und -25°, weiter bevorzugt zwischen +20° und -20° und besonders bevorzugt zwischen +10° und -10° liegt. Dabei wird der Winkel als positiv bezeichnet, wenn sich die Erhebung an ihrem vom Basiskörper abgewandten Ende verjüngt; er wird als negativ angesehen, wenn sie sich dort verdickt. Dies führt zu besonders günstigen Eingriffswinkeln bei der Bearbeitung einer Oberfläche.An angle between the axis and an outer contour of the elevation is preferably formed in a section plane extending through an axis of the elevation, which is between + 45 ° and -45 °, preferably between + 40 ° and -40 °, more preferably between + 30 ° and -30 °, more preferably between + 25 ° and -25 °, more preferably between + 20 ° and -20 °, and most preferably between + 10 ° and -10 °. In this case, the angle is referred to as positive, when the elevation tapers at its end facing away from the base body; he is considered negative if thickening there. This leads to particularly favorable pressure angles when machining a surface.

Die Form und die Grösse des Schleifkorns können etwa mit Hilfe eines Mikroskops bestimmt werden. Das erfindungsgemässe Schleifkorn kann eine Grösse im gesamten Grössenbereich aufweisen, der auch für herkömmliche Schleifkörner üblich ist. Üblicherweise führen Schleifkörner mit grösseren Grössen zu einem höheren Materialabtrag von einer bearbeiteten Oberfläche als kleinere Schleifkörner. Beispielsweise kann das Schleifkorn eine Grösse im Bereich von 100 µm bis 2000 µm haben. Diese Grösse kann experimentell mit Hilfe eines Mikroskops bestimmt werden. Bei einem erfindungsgemässen Schleifkorn wird die Grösse als die längste Ausdehnung in Richtung der Erhebung eines Schleifkornes verstanden.The shape and size of the abrasive grain can be determined using a microscope, for example. The abrasive grain according to the invention can have a size in the entire size range which is also customary for conventional abrasive grains. Typically, larger sized abrasive grains result in greater material removal from a machined surface than smaller abrasive grains. For example, the abrasive grain may have a size in the range of 100 microns to 2000 microns. This size can be determined experimentally with the help of a microscope. In the case of an abrasive grain according to the invention, the size is understood to be the longest extent in the direction of the elevation of an abrasive grain.

Bei der oben beschriebenen Form des Schleifkorns handelt es sich um eine Idealisierung. Die Erfindung umfasst jedoch auch Schleifkörner, welche im Rahmen der Herstellungstoleranzen von dieser idealisierten Form abweichen. Mögliche Abweichungen von der idealisierten Form können eine oder mehrere der folgenden Ursachen haben:

Hohlräume oder Bläschen aufgrund eingeschlossener Luft und/oder anderer Gase in einer Dispersion, aus der die Schleifkörner hergestellt werden;
fehlende Ecken und/oder Kanten, welche durch ein nicht komplettes Ausfüllen einer Giessform und/oder während eines Entfernens eines Vorprodukts des Schleifkorns aus einer Giessform entstehen;
eingefallene Seitenflächen und/oder Kanten, die durch ein Schrumpfen während des Entfernens eines Teiles der flüchtigen Komponenten der Dispersion entstehen; insbesondere eingefallene Flächen, die aus der oberen freien, nicht in Kontakt mit der Giessform stehenden Fläche der Dispersion entstehen;
Abplatzungen, welche durch einen Trocken- und/oder einen Sinterprozess hervorgerufen werden;
abgebrochene Ecken und/oder Kanten, welche durch einen Transport und/oder während einer Weiterverarbeitung der Schleifkörner als Schüttgut entstehen.

The shape of the abrasive grain described above is an idealization. However, the invention also includes abrasive grains which deviate from this idealized form within the manufacturing tolerances. Possible deviations from the idealized form may have one or more of the following causes:

Voids or bubbles due to trapped air and / or other gases in a dispersion from which the abrasive grains are made;
missing corners and / or edges which result from incomplete filling of a casting mold and / or during removal of a precursor of the abrasive grain from a casting mold;
sunken side surfaces and / or edges caused by shrinkage during removal of a portion of the volatile components of the dispersion; in particular sunken surfaces arising from the upper free surface of the dispersion not in contact with the mold;
Flaking caused by a dry and / or a sintering process;
Broken corners and / or edges, which arise as a result of transport and / or during further processing of the abrasive grains as bulk material.

Die Abweichungen von der Idealisierung müssen nicht zwangsläufig zu nachteiligen Eigenschaften des Schleifkorns führen. Beispielsweise können abgebrochene Ecke und/oder Kanten auch bewirken, dass gegenüber der Idealisierung weitere Schneidkanten entstehen, die die Schleifwirkung sogar positiv beeinflussen können.The deviations from the idealization need not necessarily lead to adverse properties of the abrasive grain. For example, broken corners and / or edges can also cause additional cutting edges to be created compared to the idealization, which can even positively influence the grinding effect.

Insbesondere umfasst die Erfindung auch Schleifkörner, deren Form nur im Wesentlichen mit der idealisierten Form übereinstimmt. Beispielsweise werden auch Abschnitte der Aussenkontur oder Konturen von Schnitten durch das Schleifkorn als im Wesentlichen geradlinig angesehen, wenn sie zumindest teilweise oder sogar vollständig kurvenförmig sind und einen Krümmungsradius aufweisen, der mindestens das Doppelte, bevorzugt mindestens das Fünffache, besonders bevorzugt mindestens das Zehnfache der Höhe des Schleifkorns beträgt. Der Ort, an dem zwei Flächen der Aussenkontur aufeinander treffen, wird im Wesentlichen als Kante bezeichnet, und ein Punkt der Aussenkontur bzw. der Aussenkontur eines Schnittes wird im Wesentlichen als Ecke angesehen, wenn der Krümmungsradius dort höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 %, besonders bevorzugt höchstens 2 % der Höhe des Schleifkorns beträgt. Des Weiteren werden Flächen, insbesondere Basisflächen oder Deckflächen, auch als im Wesentlichen eben verstanden, wenn sie gewölbt sind und Krümmungsradien aufweisen, die mindestens das Doppelte, bevorzugt mindestens das Fünffache, besonders bevorzugt mindestens das Zehnfache der Höhe des Schleifkorns betragen.In particular, the invention also encompasses abrasive grains whose shape only substantially coincides with the idealized shape. For example, portions of the outer contour or contours of cuts by the abrasive grain are also considered to be substantially rectilinear if they are at least partially or even completely curved and have a radius of curvature that is at least twice, preferably at least fivefold, more preferably at least tenfold the height of the abrasive grain amounts. The location where two surfaces of the outer contour meet is essentially referred to as an edge, and a point of the outer contour or the outer contour of a section is essentially regarded as a corner if the radius of curvature there is at most 10%, preferably at most 5%, more preferably at most 2% of the height of the abrasive grain. Furthermore, surfaces, in particular base surfaces or cover surfaces, are also understood to be substantially flat if they are curved and have radii of curvature that amount to at least twice, preferably at least five times, particularly preferably at least ten times, the height of the abrasive grain.

Bevorzugt weist das Schleifkorn aber eine wie oben beschriebene idealisierte Form auf.Preferably, however, the abrasive grain has an idealized shape as described above.

Das Schleifkorn kann beispielsweise ein keramisches Material, insbesondere ein polykristallines keramisches Material, enthalten oder daraus bestehen. Bevorzugt enthält das Schleifkorn Aluminiumoxid, besonders bevorzugt α-Al₂O₃.The abrasive grain may, for example, contain or consist of a ceramic material, in particular a polycrystalline ceramic material. Preferably, the abrasive grain contains alumina, more preferably α-Al ₂ O ₃ .

Alternativ oder zusätzlich kann das Schleifkorn auch noch mindestens ein weiteres Metalloxid enthalten, wie etwa Natriumoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid, Siliziumoxid, Kalziumoxid, Zirkonoxid, Yttriumoxid, Zinkoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid, Hafniumoxid, Chromoxid, Praseodymoxid, Samariumoxid, Ytterbiumoxid, Neodymoxid, Lanthanoxid, Gadoliniumoxid, Ceroxid, Dysprosiumoxid, Erbiumoxid, Lutetiumoxid, Titanoxid, Manganoxid oder beliebige Kombinationen davon.Alternatively or additionally, the abrasive grain may also contain at least one further metal oxide, such as sodium oxide, magnesium oxide, iron oxide, silicon oxide, calcium oxide, zirconium oxide, yttrium oxide, zinc oxide, cobalt oxide, nickel oxide, hafnium oxide, chromium oxide, praseodymium oxide, samarium oxide, ytterbium oxide, neodymium oxide, lanthanum oxide, Gadolinia, ceria, dysprosia, erbia, lutetia, titania, manganese oxide, or any combinations thereof.

Viele dieser Metalloxide stammen von Verunreinigungen in den Ausgangsrohstoffen, wie beispielsweise in Aluminiumoxid. Bei ausreichend geringen Anteilen im Schleifkorn haben solche Verunreinigungen jedoch keinen negativen Einfluss auf die Herstellung und die Anwendung des Schleifkorns. Einige der genannten Verunreinigungen können sogar einen positiven Effekt auf das Schleifkorn haben.Many of these metal oxides are derived from impurities in the starting raw materials, such as alumina. However, with sufficiently low levels of abrasive grain, such contaminants do not have a negative impact on the production and application of the abrasive grain. Some of these impurities may even have a positive effect on the abrasive grain.

Anteile von Zirkonoxid oder Yttriumoxid können beispielsweise von Mahlkugeln stammen, die in einem Mahlschritt bei der Herstellung der Schleifkörner verwendet werden können. Anteile von Eisenoxid können aus einem Mahlbehälter stammen, der bei einem solchen Mahlschritt verwendet wird.For example, levels of zirconia or yttria can come from grinding balls that can be used in a grinding step in the production of the abrasive grains. Proportions of iron oxide can come from a milling vessel used in such a milling step.

Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann das Schleifkorn weitere Hartstoffe enthalten, wie beispielsweise Siliziumkarbid.Also alternatively or additionally, the abrasive grain may contain other hard materials, such as silicon carbide.

Weiterhin kann das Schleifkorn mindestens ein Zersetzungsprodukt eines unten näher beschriebenen Dispergators enthalten, der bei der Herstellung der Schleifkörner verwendet wurde. Ferner kann das Schleifkorn mindestens einen Keimbildner oder dessen Zersetzungsprodukt enthalten, welches bei der Herstellung der Schleifkörner verwendet wurde. Bei dem Keimbildner kann es sich beispielsweise um das oben bereits erwähnte Magnesiumoxid handeln. Zudem kann das Schleifkorn auch mindestens einen der weiteren in der EP 615 816 A1 beschriebenen Stoffe enthalten.Furthermore, the abrasive grain may contain at least one decomposition product of a disperser described in more detail below, which was used in the preparation of the abrasive grains. Further, the abrasive grain may contain at least one nucleating agent or its decomposition product used in the production of the abrasive grains. The nucleating agent may, for example, be the magnesium oxide already mentioned above. In addition, the abrasive grain and at least one of the other in the EP 615 816 A1 described substances.

Die genannten Inhaltsstoffe können mit Hilfe von an sich bekannten chemischen Analyseverfahren bestimmt werden.The ingredients mentioned can be determined by means of chemical analysis methods known per se.

Das Schleifkorn kann ein Gefüge mit einer oder mehreren verschiedenen Phasen enthalten oder daraus bestehen. Dabei kann eine erste Phase aus Aluminiumoxid, besonders bevorzugt aus α-Al₂O₃ bestehen. Eine zweite Phase kann aus einem oder mehreren der oben genannten weiteren Metalloxide und/oder weiteren Hartstoffe bestehen.The abrasive grain may contain or consist of a microstructure with one or more different phases. In this case, a first phase may consist of aluminum oxide, particularly preferably of α-Al ₂ O ₃ . A second phase can consist of one or more of the abovementioned further metal oxides and / or further hard materials.

Der Anteil an Aluminiumoxid, insbesondere an α-Al₂O₃, im Schleifkorn kann beispielsweise mindestens 25 Gew.-%, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% betragen.The proportion of aluminum oxide, in particular of α-Al ₂ O ₃ , in the abrasive grain, for example, at least 25 wt .-%, preferably at least 50 wt .-%, more preferably at least 70 wt .-%, particularly preferably at least 95 wt .-% be.

Das Schleifkorn kann eine Beschichtung aufweisen, welche nur einen Teil der Oberfläche bedeckt, insbesondere nur eine oder mehrere Kanten und/oder nur einen von mehreren flächigen Bereichen der Oberfläche. Bei der Beschichtung kann es sich etwa um eine ferromagnetische oder eine paramagnetische Beschichtung handeln. Eine solche teilweise Beschichtung der Oberfläche mit einem ferromagnetischen oder einem paramagnetischen Material ermöglicht es, das Schleifkorn in einem während des Streuens angelegten Magnetfeld in einer vorgegebenen Richtung auszurichten. Alternativ kann es sich auch um eine Beschichtung aus einem Material mit einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit handeln oder um eine Beschichtung, welche eine erhöhte Adhäsion des Schleifkorns auf der Schleifmittel-Unterlage ermöglicht.The abrasive grain may have a coating which covers only a part of the surface, in particular only one or more edges and / or only one of a plurality of areal areas of the surface. The coating may be, for example, a ferromagnetic or a paramagnetic coating. Such a partial coating of the surface with a ferromagnetic or a paramagnetic material makes it possible to align the abrasive grain in a predetermined direction in a magnetic field applied during the scattering. Alternatively, it may be a coating of a material having increased thermal conductivity, or a coating which allows increased adhesion of the abrasive grain to the abrasive backing.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Gesamtheit von Schleifkörnern. Unter einer Gesamtheit von Schleifkörnern wird hier und im Folgenden eine zusammengehörige Ansammlung von Schleifkörnern verstanden. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Ansammlung von Schleifkörnern handeln, die in einem Gebinde enthalten und so gelagert und/oder transportiert werden, beispielsweise in einem Sack.Another aspect of the invention relates to a set of abrasive grains. An aggregate of abrasive grains is understood here and below to mean an associated collection of abrasive grains. For example, it may be a collection of abrasive grains contained in a container and stored and / or transported, for example, in a bag.

Eine solche Ansammlung von Schleifkörner kann zur Herstellung eines Schleifartikels verwendet werden. Als Gesamtheit von Schleifkörnern wird auch die Gesamtheit aller in einem Schleifartikel vorhandenen Schleifkörner angesehen.Such an accumulation of abrasive grains can be used to make an abrasive article. As a whole of abrasive grains, the entirety of all abrasive grains present in an abrasive article is also considered.

Bevorzugt enthält die Gesamtheit von Schleifkörnern mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% erfindungsgemässe Schleifkörner, so wie sie oben beschrieben wurden. Die übrigen in der Gesamtheit enthalten Schleifkörner können ebenfalls eine definierte Form aufweisen, welche jedoch von der erfindungsgemässen Form abweicht, oder sie können keine definierte Form aufweisen, da es sich beispielsweise um gebrochene Schleifkörner handelt. Diese übrigen in der Gesamtheit enthalten Schleifkörner werden auch als "Stützkörner" bezeichnet.The totality of abrasive grains preferably contains at least 20% by weight, preferably at least 50% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, of abrasive grains according to the invention, as described above. The remaining abrasive grains contained in the entirety may also have a defined shape, which, however, deviates from the inventive shape, or they may not have a defined shape, since it is, for example, broken abrasive grains. These other abrasive grains, which are included in their entirety, are also referred to as "supporting grains".

Es ist denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die in der Gesamtheit enthaltenen erfindungsgemässen Schleifkörner voneinander verschieden ausgebildet sind. So kann die Gesamtheit von Schleifkörnern beispielsweise einen ersten Anteil von Schleifkörnern einer ersten erfindungsgemässen Ausführungsform enthalten sowie einen zweiten Anteil von Schleifkörnern einer zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform, die von der ersten erfindungsgemässen Ausführungsform verschieden ist. Insbesondere können sich die Schleifkörner der ersten erfindungsgemässen Ausführungsform in ihrer Grösse und/oder in ihrer Form von den Schleifkörnern der zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform unterscheiden.It is conceivable and within the scope of the invention that the abrasive grains according to the invention contained in the entirety are formed differently from one another. For example, the entirety of abrasive grains may include a first portion of abrasive grains of a first embodiment of the present invention and a second portion of abrasive grains of a second embodiment of the present invention which is different from the first embodiment of the present invention. In particular, the abrasive grains of the first embodiment according to the invention can differ in their size and / or in their shape from the abrasive grains of the second embodiment according to the invention.

Die Gesamtheit von Schleifkörnern kann ausschliesslich aus identischen erfindungsgemässen Schleifkörnern bestehen; insbesondere hat die Gesamtheit dann eine punktförmige Grössenverteilung.The entirety of abrasive grains can consist exclusively of identical abrasive grains according to the invention; in particular, the whole then has a punctiform size distribution.

Die Gesamtheit von Schleifkörnern kann im Wesentlichen eine Grössenverteilung aufweisen, die einem in der Schleifmittelindustrie üblichen Grössenstandard entspricht, beispielsweise dem American National Standards Institute (ANSI), den Standards der Federation of European Producers of Abrasives (FEPA) oder dem Japanese Industrial Standard (JIS). Beispielsweise kann die Gesamtheit der Schleifkörner im Wesentlichen eine Körnung P12, P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50, P60, P80, P100, P120, P150, P180, P220, P240, P280, P320, P360, P400, P500, P600, P800, P1000, P1200, P1500, P2000, P2500, P3000 oder P5000 gemäss dem FEPA-Standard aufweisen. Dabei bedeutet eine Grössenverteilung "im Wesentlichen", dass zumindest 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 99 Gew.-% und besonders bevorzugt sämtliche Schleifkörner der Gesamtheit von Schleifkörnern diesen Standard erfüllen.The totality of abrasive grains may have substantially a size distribution corresponding to a standard size used in the abrasive industry, such as the American National Standards Institute (ANSI), the Federation of European Producers of Abrasives (FEPA) standards, or the Japanese Industrial Standard (JIS) standards. , For example, the totality of the abrasive grains may be substantially P12, P16, P20, P24, P30, P36, P40, P50, P60, P80, P100, P120, P150, P180, P220, P240, P280, P320, P360, P400. P500, P600, P800, P1000, P1200, P1500, P2000, P2500, P3000 or P5000 according to the FEPA standard. In this case, a size distribution "essentially" means that at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 99% by weight, and most preferably all abrasive grains of the totality of abrasive grains meet this standard.

Wie oben bereits beschrieben wurde, ist es auch denkbar, dass die Gesamtheit mindestens zwei verschiedene Anteile erfindungsgemässer Schleifkörner und/oder mindestens einen Anteil nicht erfindungsgemässer Schleifkörner enthält. Jeder dieser Anteile kann für sich eine Grössenverteilung aufweisen, die jeweils einem der oben genannten, in der Schleifmittelindustrie üblichen Grössenstandards entspricht.As has already been described above, it is also conceivable that the entirety contains at least two different proportions of abrasive grains according to the invention and / or at least one fraction of non-inventive abrasive grains. Each of these proportions may have a size distribution per se, each of which corresponds to one of the abovementioned size standards customary in the abrasives industry.

Ein erfindungsgemässes Schleifkorn oder eine erfindungsgemässe Gesamtheit von Schleifkörnern kann beispielsweise mit dem folgenden, aus US 5,201,916 bekannten Verfahren hergestellt werden:

a) Herstellung oder Bereitstellung einer Dispersion, enthaltend α-Aluminiumoxid-Partikel und/oder Partikel, welche in α-Aluminiumoxid umwandelbar sind, sowie mindestens ein flüchtiges Dispersionsmittel, bevorzugt Wasser;
b) Einfüllen der Dispersion in mindestens eine Vertiefung einer Giessform;
c) optional Abrakeln einer Oberseite der Giessform, um zumindest einen Teil der Dispersion zu entfernen, der über die Oberseite der Giessform übersteht;
d) Entfernen eines Teiles der flüchtigen Komponenten der Dispersion, so dass mindestens ein Schleifkorn-Vorprodukt entsteht;
e) Entfernen des Schleifkorn-Vorprodukts aus der Giessform;
f) optional Kalzinieren des Schleifkorn-Vorprodukts;
g) Sintern des Schleifkorn-Vorprodukts, um mindestens ein Schleifkorn zu erhalten.

An abrasive grain according to the invention or an entirety of abrasive grains according to the invention can be obtained, for example, with the following US 5,201,916 be prepared known methods:

a) preparation or provision of a dispersion containing α-alumina particles and / or particles which are convertible into α-alumina, and at least one volatile dispersing agent, preferably water;
b) filling the dispersion into at least one well of a casting mold;
c) optionally, doctoring a top of the mold to remove at least a portion of the dispersion that overhangs the top of the mold;
d) removing a portion of the volatile components of the dispersion to form at least one abrasive grain precursor;
e) removing the abrasive grain precursor from the mold;
f) optionally calcining the abrasive grain precursor;
g) sintering the abrasive grain precursor to obtain at least one abrasive grain.

Vor und/oder während der Herstellung der Dispersion im Schritt a) können die Rohstoffe, insbesondere α-Aluminiumoxid-Partikel und/oder Partikel, welche in α-Aluminiumoxid umwandelbar sind, gemahlen werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Kugelmühle erfolgen, insbesondere mit Hilfe einer Planetenkugelmühle.Before and / or during the preparation of the dispersion in step a), the raw materials, in particular α-alumina particles and / or particles which are convertible into α-alumina, can be ground. This can be done for example by means of a ball mill, in particular by means of a planetary ball mill.

Die Dispersion kann mindestens einen Dispergator enthalten. Ein solcher Dispergator erleichtert die Bildung der Dispersion und erhöht ihre Stabilität, indem er beispielsweise Schichten um die einzelnen Körner herum bildet, die das Zusammenklumpen verhindern. Bei dem Dispergator kann es sich beispielsweise um ein Polymer handeln. In der Regel zersetzt sich der Dispergator spätestens während des Sinterns im Schritt g).The dispersion may contain at least one dispersant. Such a dispersant facilitates the formation of the dispersion and increases its stability, for example, by forming layers around the individual grains which prevent agglomeration. The dispersant may be, for example, a polymer. As a rule, the dispersant decomposes at the latest during sintering in step g).

Zum Herstellen der erfindungsgemässen Schleifkörner kann ein Giesswerkzeug verwendet werden, wobei das Giesswerkzeug mindestens eine Giessform umfasst, die mindestens eine Vertiefung mit einer jeweiligen Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche komplementär zur Form zumindest eines Teils der Oberfläche des Schleifkorns ist.A casting tool may be used to produce the abrasive grains according to the invention, the casting tool comprising at least one casting mold having at least one depression with a respective surface, the surface being complementary to the shape of at least part of the surface of the abrasive grain.

Bevorzugt befindet sich eine Vielzahl von Vertiefungen in der Giessform, sodass mit einem Giessvorgang eine Vielzahl von Schleifkörnern gegossen werden kann.Preferably, a plurality of depressions in the mold, so that a plurality of abrasive grains can be cast with a casting.

In einer Weiterentwicklung des aus US 5,201,916 bekannten Verfahrens ist die oben genannte Giessform vorteilhafterweise nur ein Teil eines mehrteiligen Giesswerkzeugs, welches zusätzlich mindestens ein Formelement, insbesondere eine weitere Giessform oder ein Stempelelement, umfasst, mit welchem ergänzend zu der in der ersten Giessform geformten Oberfläche zumindest ein Teil der restlichen Oberfläche des Schleifkorns formbar ist.In a further development of the US 5,201,916 known method, the above-mentioned mold is advantageously only a part of a multi-part casting tool, which additionally comprises at least one mold element, in particular a further mold or a punch element, with which in addition to the surface formed in the first mold at least a portion of the remaining surface of the abrasive grain is malleable.

So können beispielsweise Stempelelemente vorgesehen sein, die in die gefüllten Vertiefungen der ersten Giessform geführt werden, wodurch auch Schleifkörner mit Hinterschnitten formbar sind.For example, stamping elements can be provided which are guided into the filled depressions of the first mold, whereby also abrasive grains with undercuts can be formed.

Bevorzugt schliessen die Stempelelemente die Vertiefungen der Giessform nicht vollständig ab, so dass die flüchtige Komponente der Dispersion entweichen kann.Preferably, the stamp elements do not completely close the recesses of the mold, so that the volatile component of the dispersion can escape.

Kompliziertere Formen von Schleifkörnern (beispielsweise mit Erhebungen, die sich an ihrem vom Basiskörper abgewandten Ende wieder verdicken) sind in zusammensetzbaren Giessformen, ähnlich wie im Spritzgussverfahren, formbar. Dazu weist mindestens eine Giessform mindestens eine Einfüllöffnung auf, durch welche die Dispersion in die Vertiefungen gelangen kann.More complex shapes of abrasive grains (eg, with bumps that re-thicken at their end remote from the base body) are moldable in composite molds, similar to the injection molding process. For this purpose, at least one casting mold has at least one filling opening through which the dispersion can pass into the depressions.

Die Giessform und/oder das Stempelelement kann beispielsweise Silikon enthalten oder daraus bestehen. Die Vertiefungen können eine offene Deckfläche aufweisen, durch die die Dispersion eingefüllt werden kann. Die Vertiefungen der Giessform weisen jeweils eine Oberfläche auf, deren Form komplementär zur Form zumindest eines Teils der Oberfläche des gewünschten Schleifkorns ist. Insbesondere kann die Oberfläche einer Vertiefung komplementär zu dem Teil der Oberfläche des Schleifkorns sein, der nicht die Unterseite des Basiskörpers bildet.The casting mold and / or the stamping element may for example contain or consist of silicone. The depressions may have an open top surface through which the dispersion can be filled. The recesses of the mold each have a surface whose shape is complementary to the shape of at least part of the surface of the desired abrasive grain. In particular, the surface of a recess may be complementary to the portion of the surface of the abrasive grain that does not form the underside of the base body.

Derartige Vertiefungen können so ausgebildet sein, dass eine im Wesentlichen sich verengende Mulde ausgebildet ist, die eine innen liegende Erhebung aufweist, die komplementär zur gewünschten Öffnung des Schleifkorns ist. Diese Erhebung kann insbesondere bis zur Ebene der Deckfläche der Giessform ausgebildet sein oder über die Ebene dieser Deckfläche hinausragen, um zu gewährleisten, dass das spätere Schleifkorn eine durchgehende Öffnung aufweist.Such recesses may be formed so as to form a substantially constricting trough having an inward elevation complementary to the desired opening of the abrasive grain. This elevation may in particular be formed to the level of the top surface of the mold or protrude beyond the plane of this top surface to ensure that the later abrasive grain has a through opening.

Das im Schritt d) entstehende Vorprodukt sollte bevorzugt mechanisch stabil genug sein, um in den nachfolgenden Schritten als Schüttgut weiterverarbeitet werden zu können. Das optionale Kalzinieren in Schritt f) ist insbesondere dann vorteilhaft oder sogar erforderlich, wenn die Dispersion mehrere verschiedene Rohstoffe enthält und eine Phasenumwandlung erforderlich ist.The intermediate product formed in step d) should preferably be mechanically stable enough to be further processed as bulk material in the subsequent steps. The optional calcination in step f) is particularly advantageous or even necessary if the dispersion contains several different raw materials and a phase transformation is required.

Noch ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Schleifartikel, welcher eine wie oben beschriebene Gesamtheit von Schleifkörnern enthält. Insbesondere können also mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% aller Schleifkörner des Schleifartikels als erfindungsgemässe Schleifkörner ausgebildet sein, so wie sie oben beschrieben wurden. Die übrigen Schleifkörner können ebenfalls eine definierte Form aufweisen, welche jedoch von der erfindungsgemässen Form abweicht, oder sie können keine definierte Form aufweisen.Yet another aspect of the invention relates to an abrasive article containing a set of abrasive grains as described above. In particular, therefore, at least 20% by weight, preferably at least 50% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, of all the abrasive grains of the abrasive article can be formed as abrasive grains according to the invention, as described above. The remaining abrasive grains may also have a defined shape, which, however, deviates from the inventive shape, or they may not have a defined shape.

Bei dem Schleifartikel kann es sich beispielsweise um einen beschichteten Schleifartikel (englisch: "coated abrasive"), einen Vliesschleifartikel, um einen gebundenen Schleifartikel (englisch: "bonded abrasive") oder um eine Schleifbürste handeln.The abrasive article may be, for example, a coated abrasive article, a nonwoven abrasive article, a bonded abrasive article, or an abrasive brush.

Ein beschichteter Schleifartikel enthält eine insbesondere flexible Unterlage, wie beispielsweise Papier, Vulkanfiber, eine Folie, ein textiles Material, einen Schaumstoff oder mehrschichtige Kombinationen davon. Die Schleifkörner können mit Hilfe eines Grundbinders (englisch: "make coat") an der Unterlage befestigt sein. Der Grundbinder und die Schleifkörner können mit einem Deckbinder (englisch: "size coat") überdeckt sein. Optional kann oberhalb des genannten Deckbinders auch noch ein zweiter Deckbinder vorhanden sein (englisch: "supersize coat").A coated abrasive article contains a particularly flexible backing such as paper, vulcanized fiber, a film, a textile material, a foam, or multi-layered combinations thereof. The abrasive grains may be attached to the backing by means of a make coat. The base binder and the abrasive grains may be covered with a size coat. Optionally, a second capping agent may also be present above said capping binder (English: "supersize coat").

Als Grundbinder, Deckbinder und zweiter Deckbinder können sämtliche an sich bekannte Bindemittel eingesetzt werden, beispielsweise aus Kunstharz, wie etwa einem Phenolharz, einem Epoxid, einem Harnstoffharz, einem Melaminharz oder einem ungesättigten Polyesterharz. Der Deckbinder und/oder der zweite Deckbinder können zudem weitere übliche Wirkstoffe und/oder Füllstoffe enthalten.As base binder, capping agent and second capping agent, it is possible to use all binders known per se, for example of synthetic resin, such as a phenolic resin, an epoxide, a urea resin, a melamine resin or an unsaturated polyester resin. The coat binder and / or the second coat binder may also contain other conventional active ingredients and / or fillers.

Der Schleifartikel kann in unterschiedlichen Konfektionsformen vorliegen, beispielsweise als Schleifscheibe oder als Schleifband.The abrasive article may be in various shapes, for example as a grinding wheel or abrasive belt.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines wie oben beschriebenen erfindungsgemässen Schleifartikels. Das Verfahren enthält einen Schritt, in dem eine Gesamtheit von Schleifkörnern an und/oder in einem Substrat fixiert wird, insbesondere mittels eines Bindemittels. Bei dem Substrat kann es sich etwa um eine insbesondere flexible Unterlage eines beschichteten Schleifartikels, um ein Vliesmaterial eines Vliesschleifmittels, um eine Matrix eines gebundenen Schleifmittels oder um Borsten einer Schleifbürste handeln. Im Falle eines beschichteten Schleifartikels kann das Auftragen des Grundbinders und/oder der Schleifkörner und/oder des Deckbinders und/oder des zweiten Deckbinders mit einer an sich bekannten Methode erfolgen. Beispielsweise können die Schleifkörner elektrostatisch oder mechanisch (d. h. gravimetrisch) aufgetragen werden. Aufgrund der erfindungsgemässen Form der Schleifkörner wird auch beim mechanischen Streuen ein grosser Anteil der Schleifkörner so orientiert, dass der oben beschriebene Vorteil vorliegt: Schleifkörner mit erfindungsgemässen Basiskörpern bleiben beim mechanischen Streuen in einer Mehrheit in einer gewünschten Orientierung auf einer Schleifmittel-Unterlage liegen, in der die Erhebung und die darin zumindest teilweise enthaltene Öffnung von der Unterlage weg weisen. Auf eine aufwändigere elektrostatische Streuung kann also verzichtet werden.The invention also includes a method for producing an abrasive article according to the invention as described above. The method includes a step in which a set of abrasive grains is fixed to and / or in a substrate, in particular by means of a binder. The substrate may be, for example, a particularly flexible base of a coated abrasive article, a nonwoven material of a nonwoven abrasive, a matrix of bonded abrasive or bristles of a brush. In the case of a coated abrasive article, the application of the base binder and / or the abrasive grains and / or the coat binder and / or the second coat binder can be carried out by a method known per se. For example, the abrasive grains may be applied electrostatically or mechanically (ie gravimetrically). Due to the inventive shape of the abrasive grains, a large proportion of the abrasive grains is oriented so that the above-described advantage exists in mechanical scattering: abrasive grains with inventive base bodies remain in mechanical scattering in a majority in a desired orientation on an abrasive pad lie in the the survey and the at least partially open the opening away from the base. In a more complex electrostatic scattering can therefore be dispensed with.

Ferner richtet sich die Erfindung auch auf Verfahren zum Schleifen einer Oberfläche mit einem wie oben beschriebenen Schleifartikel. Bei der Oberfläche kann es sich insbesondere um eine lackierte Oberfläche handeln. Im Falle einer lackierten Oberfläche sind Schleifkörner mit Grössen von 500 µm oder weniger besonders geeignet.Furthermore, the invention is also directed to methods of grinding a surface with an abrasive article as described above. The surface may in particular be a painted surface. In the case of a painted surface, abrasive grains having sizes of 500 μm or less are particularly suitable.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe mehrerer Ausführungsbeispiele und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1: eine dreidimensionale Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schleifkorns;
Figur 2: eine mögliche Schnittansicht B-B eines erfindungsgemässen Schleifkorns;
Figur 3A und 3B weitere mögliche Schnittansichten eines erfindungsgemässen Schleifkorns;
Figur 4A bis 4G: mögliche Querschnitte des Schnittes A-A aus Figur 1, bzw. mögliche Konturen der Öffnung oder des Basiskörpers;
Figur 5A bis 5H: mögliche Konturen im Bereich der Erhebung 12 entlang des Schnittes B-B aus Figur 1, bzw. mögliche Innenkonturen der Öffnung;
Figur 6 Detail zum Eingriffswinkel.

In the following the invention with the aid of several embodiments and drawings will be explained in more detail. Show

FIG. 1 a three-dimensional view of a first embodiment of an inventive abrasive grain;
FIG. 2 a possible sectional view BB of an inventive abrasive grain;
FIG. 3A and 3B further possible sectional views of an inventive abrasive grain;
FIGS. 4A to 4G : possible cross sections of the section AA FIG. 1 , or possible contours of the opening or the base body;
FIGS. 5A to 5H : possible contours in the area of the elevation 12 along the section BB FIG. 1 , or possible inner contours of the opening;
FIG. 6 Detail of the pressure angle.

Die Figur 1 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Schleifkorns 10 mit einem Basiskörper 16 und einer davon ausgehenden Erhebung 12 mit einer Öffnung 11, die an einem vom Basiskörper 16 abgewandten Ende der Erhebung 12 ausmündet. Zwischen dem Basiskörper 16 und der Erhebung 12 ist eine Stufe 17 gebildet. Das Schleifkorn 10 enthält nur gedanklich einen Basiskörper 16 und eine Erhebung 12, wie oben erläutert wurde; es ist also tatsächlich einstückig ausgebildet.The FIG. 1 shows a first preferred embodiment of an abrasive grain 10 having a base body 16 and an outgoing therefrom elevation 12 having an opening 11, which opens at an end facing away from the base body 16 of the elevation 12. Between the base body 16 and the elevation 12, a step 17 is formed. The abrasive grain 10 only mentally includes a base body 16 and a protrusion 12, as explained above; So it is actually formed in one piece.

Der Basiskörper 16 weist eine von der Erhebung 12 abgewandte ebene Unterseite 161 auf. Ein Schleifkorn 10, welches einen Basiskörper 16 aufweist, besitzt den Vorteil, dass dieses Schleifkorn 10 eine äusserst stabile Lage auf einer Schleifmittel-Unterlage 41 einnimmt, wenn es mit der Unterseite 161 auf dieser Unterlage 41 aufliegt. In dieser stabilen Lage ist auch gewährleistet, dass eine Erhebung 12 von der Unterlage 41 weg weist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich eine Achse X mindestens einer Erhebung 12 in einem Winkel von der Unterseite 161 des Basiskörpers 16 erstreckt, der mindestens 30°, bevorzugt mindestens 60°, weiter bevorzugt mindestens 75° und besonders bevorzugt 90° beträgt.The base body 16 has a side facing away from the elevation 12 flat bottom 161. An abrasive grain 10 having a base body 16, has the advantage that this abrasive grain 10 occupies an extremely stable position on an abrasive pad 41 when it rests with the bottom 161 on this pad 41. In this stable position is also ensured that a survey 12 points away from the pad 41. It is particularly advantageous if an axis X of at least one elevation 12 extends at an angle from the underside 161 of the base body 16 which is at least 30 °, preferably at least 60 °, more preferably at least 75 ° and particularly preferably 90 °.

Eine Erhebung 12 kann verschiedene Geometrien besitzen. Der Querschnitt senkrecht zur Achse X ist als Schnitt A-A dargestellt. Die Figuren 4A bis 4G zeigen beispielhaft mögliche Querschnitte in dieser Ebene. Querschnitte einer solchen Erhebung 12 können aus geometrischen Basisformen bestehen. Als geometrische Basisformen werden hierbei insbesondere Polygone (wie etwa Dreiecke oder Vierecke, beispielsweise Trapeze, oder auch sternförmige Polygone), Kreise und Ovale angesehen. Eine kreisförmige Fläche gemäss Figur 4A kann nach dem Herstellprozess verformt sein, wie z.B. in Figur 4B gezeigt. Eine beispielhafte Aussenkontur 13 nach dem Herstellen des Schleifkorns ist in Figur 4C gezeigt. Wie in Figur 4D beispielhaft gezeigt ist, können an einer dreieckigen Querschnittsfläche verschiedene Fertigungstoleranzen auftreten, die zum Teil weiter vorteilhafte Eigenschaften aufweisen können. Die Aussenkontur 13 kann beispielsweise einen ebenen Abschnitt 131, einen konkaven Abschnitt 131" und einen konvexen Abschnitt 131' enthalten, wie in Figur 4D gezeigt ist. Auch entsprechende Kanten 15 zwischen Flächen müssen nicht spitz zulaufen, sondern können abgerundet sein; in Figur 4D ist eine solche Kante 15' gezeigt. Im Allgemeinen können die Querschnitte längs der Achse X der Erhebung 12 auch unterschiedliche Konturen 13 haben. Insbesondere kann eine Erhebung 12 mit einem Querschnitt nach einer der Figuren 4A bis 4G beginnen und in einem anderen Querschnitt nach einer der Figuren 4A bis 4G enden. Auch eine in sich verdrillte Kontur 13 ist möglich, so dass eine Art Schraube entstehen kann. Von besonderem Vorteil ist eine kegelförmige Erhebung 12, da ein solches Schleifkorn 10 in einer bevorzugten Lage zu einer zu bearbeitenden Oberfläche allseitig gleichmässige Schleifeigenschaften vorweist.A survey 12 may have different geometries. The cross section perpendicular to the axis X is shown as section AA. The FIGS. 4A to 4G show examples of possible cross sections in this plane. Cross sections of such a survey 12 may consist of basic geometric shapes. In this case, in particular polygons (such as triangles or quadrilaterals, for example trapezoids or even star-shaped polygons), circles and ovals are regarded as geometrical basic forms. A circular surface according to FIG. 4A can be deformed after the manufacturing process, such as in FIG. 4B shown. An exemplary outer contour 13 after the production of the abrasive grain is in FIG. 4C shown. As in Figure 4D is shown by way of example, various manufacturing tolerances may occur on a triangular cross-sectional area, some of which may have further advantageous properties. For example, the outer contour 13 may include a planar portion 131, a concave portion 131 ", and a convex portion 131 ', as in FIG Figure 4D is shown. Also, corresponding edges 15 between surfaces need not be tapered, but may be rounded; in Figure 4D such an edge 15 'is shown. In general, the cross sections along the axis X of the elevation 12 may also have different contours 13. In particular, a survey 12 with a cross section according to one of FIGS. 4A to 4G begin and in another cross section after one of the FIGS. 4A to 4G end up. A twisted contour 13 is also possible, so that a kind of screw can arise. Of particular advantage is a conical elevation 12, since such an abrasive grain 10 in a preferred position to a surface to be machined shows uniform grinding properties on all sides.

Betrachtet man den Verlauf des Querschnittes über die Achse X der Erhebung 12, d.h. vom der Basiskörper 16 bis hin zu einer beispielhaften Endfläche 14, sind auch verschieden Ausgestaltungen möglich. Gezeigt ist dies in den Figuren 5A bis 5H, die Querschnitte durch eine Erhebung 12 zeigen. So kann die Erhebung 12 in ihrer Dicke konstant sein (Figur 5A) oder abnehmen (Figur 5C). Beispielhaft kann die Kontur 132 eines solchen Querschnittes auch einen konkaven Abschnitt 132' (Figur 5B) oder einen konvexen Abschnitt 132" (Figur 5D) oder auch eine Mischung zwischen solchen Formen sein. Insbesondere die konkave Kontur 132' ist von vorteilhafter Wirkung, da in der in Figur 1 gezeigten bevorzugten Lage des Schleifkorns 10 ein vorteilhafter Eingriffswinkel δ zwischen der Achse X und einer Tangente T zu seiner Kontur 13 zu einer zu bearbeitenden Oberfläche O entsteht. Bevorzugt liegt dieser Winkel zwischen +45° und -45°, weiter bevorzugt zwischen +40° und -40°, weiter bevorzugt zwischen +30° und -30°, weiter bevorzugt zwischen +25° und -25°, weiter bevorzugt zwischen +20° und -20° und besonders bevorzugt zwischen +10° und -10°. In dem in Figur 6 gezeigten Beispiel, in dem sich die Erhebung 12 an ihrem vom Basiskörper abgewandten Ende verjüngt, ist der Winkel δ positiv. In dem Querschnitt gemäss Figur 5B ist er hingegen negativ, da sich dort die Erhebung 12 an dem vom Basiskörper abgewandten Ende verdickt. Insbesondere ist es möglich, dass eine solche Kontur Stufen aufweist (Figur 5H). Eine Erhebung 12 eines solchen Schleifkorns 10 kann, ausgehend von einem Basiskörper 11, bevorzugt in einer Endfläche 14 enden. Eine solche Endfläche 14 kann eben sein oder aber auch als konvexe Endfläche 14' (Figur 5E) oder als konkave Endfläche 14" (Figur 5G) ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist eine solche Endfläche 14 im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Achse X einer solchen Erhebung 12. Insbesondere können solche Endflächen 14 auch durch das Entnehmen eines Schleifkorns 10 aus einer Giessform gebildet werden und Bruchkanten aufweisen.Considering the course of the cross section over the axis X of the elevation 12, ie from the base body 16 to an exemplary end face 14, also different embodiments are possible. This is shown in the FIGS. 5A to 5H which show cross sections through a survey 12. Thus, the elevation 12 may be constant in thickness ( FIG. 5A ) or decrease ( FIG. 5C ). By way of example, the contour 132 of such a cross section may also include a concave portion 132 '(FIG. FIG. 5B ) or a convex portion 132 "(FIG. FIG. 5D ) or a mixture between such forms. In particular, the concave contour 132 'is of advantageous effect, since in the in FIG. 1 shown preferred position of the abrasive grain 10, an advantageous pressure angle δ between the axis X and a tangent T to its contour 13 to a surface to be machined O arises. Preferably, this angle is between + 45 ° and -45 °, more preferably between + 40 ° and -40 °, more preferably between + 30 ° and -30 °, even more preferably between + 25 ° and -25 °, more preferably between + 20 ° and -20 ° and more preferably between + 10 ° and -10 °. In the in FIG. 6 shown example, in which the elevation 12 tapers at its end facing away from the base body, the angle δ is positive. In the cross section according to FIG. 5B On the other hand, it is negative, since there thickening the elevation 12 at the end facing away from the base body. In particular, it is possible for such a contour to have steps ( FIG. 5H ). An elevation 12 of such an abrasive grain 10 may, starting from a base body 11, preferably end in an end surface 14. Such an end face 14 can be flat or else as a convex end face 14 '(FIG. FIG. 5E ) or as a concave end surface 14 "( FIG. 5G ) be formed. Such an end face 14 is particularly preferably substantially perpendicular to an axis X of such a projection 12. In particular, such end faces 14 may also be formed by removing an abrasive grain 10 from a casting mold and have break edges.

Die Öffnung 11 kann dergestalt sein, dass sie in einer Endfläche 14 ein Sackloch 11 bildet, so wie es in den Figuren 2, 5A und 5B dargestellt ist. Die Öffnung 11 kann auch dergestalt sein, dass sie nicht vollständig in der Endfläche 14 mündet, sondern sich zumindest teilweise auch in die Kontur 13 der Erhebung 12 erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform durchdringt die Öffnung 11 sowohl die Erhebung 12 als auch den Basiskörper 16 gänzlich, so wie es in den Figuren 3A und 3B wiedergegeben ist. Es ist weiters möglich, dass die Öffnung 11 in einer oberen Endfläche 14 mit einem ersten Querschnitt und in der Unterseite 161 des Basiskörpers 16 mit einem zweiten Querschnitt ausgebildet ist, der vom ersten Querschnitt verschieden ist (Figur 3B).The opening 11 may be such that it forms a blind hole 11 in an end face 14, as shown in FIGS Figures 2 . 5A and 5B is shown. The opening 11 may also be such that it does not open completely in the end face 14, but at least partially extends into the contour 13 of the elevation 12. In a preferred embodiment, the opening 11 penetrates both the elevation 12 and the base body 16 entirely, as it is in the FIGS. 3A and 3B is reproduced. It is further possible that the opening 11 is formed in an upper end surface 14 with a first cross section and in the lower side 161 of the base body 16 with a second cross section which is different from the first cross section ( FIG. 3B ).

Der Querschnitt zu einer axialen Richtung einer solchen Öffnung 11 kann beispielhaft entsprechend zu den Aussenkonturen der Erhebungen aus den Figuren 4A bis 4G ausgebildet sein. Querschnitte einer solchen Öffnung 11 können aus geometrischen Basisformen bestehen. Als geometrische Basisformen werden hierbei insbesondere Polygone (wie etwa Dreiecke oder Vierecke, beispielsweise Trapeze, oder auch sternförmige Polygone), Kreise und Ovale angesehen. Eine kreisförmige Fläche (analog zur Aussenkontur der Erhebung gemäss Figur 4A) kann nach dem Herstellprozess verformt sein (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 4B). Beispielsweise könnte die Innenkontur 111 der Öffnung 11 nach dem Herstellen des Schleifkorns eine Form haben wie die Aussenkontur der Erhebung gemäss Figur 4C. Wie in Figur 4D beispielhaft gezeigt ist, können an einer dreieckigen Querschnittsfläche verschiedene Fertigungstoleranzen auftreten, die zum Teil weiter vorteilhafte Eigenschaften aufweisen können. Eine Fläche 131 der Innenkontur 111 kann z.B. im Querschnitt parallel zum Schnitt A-A sowohl einen konkaven Abschnitt 131' oder einen konvexen Abschnitt 131" oder auch eine Mischung zwischen diesen Formen aufweisen. Auch entsprechende Kanten zwischen Flächen müssen nicht in einer Spitze 15 zulaufen, sondern können als abgerundete Ecken 15' ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Innenkontur 111 der Öffnung 11 eine Verbindung zur Kontur 13 der Erhebung 12 aufweist. Insbesondere kann die Öffnung 11 als eine Art Schlitz längs zur Achse A der Erhebung 12 ausgebildet sein. Es ist im Weiteren möglich, dass dergestalt ausgebildete Öffnungen 11 in mehrfacher Ausführung im Schleifkorn 10 vorhanden sind, insbesondere radial zu einer Achse X einer Erhebung 12 angeordnet. Besonders bevorzugt ist eine kreisrunde Öffnung 11.The cross-section to an axial direction of such an opening 11 can, for example, corresponding to the outer contours of the elevations of the FIGS. 4A to 4G be educated. Cross sections of such an opening 11 may consist of basic geometric shapes. In this case, in particular polygons (such as triangles or quadrilaterals, for example trapezoids or even star-shaped polygons), circles and ovals are regarded as geometrical basic forms. A circular surface (analogous to the outer contour of the survey according to FIG. 4A ) can be deformed after the manufacturing process (analogous to the outer contour of the survey in FIG. 4B ). For example, the inner contour 111 of the opening 11 after the production of the abrasive grain could have a shape as the outer contour of the survey according to FIG. 4C , As in Figure 4D is shown by way of example, various manufacturing tolerances may occur on a triangular cross-sectional area, some of which may have further advantageous properties. For example, a surface 131 of the inner contour 111 may have both a concave portion 131 'or a convex portion 131 "in cross-section parallel to the section AA, or even a mixture between these forms, and corresponding edges between surfaces need not taper in a tip 15, but may It is also possible that the inner contour 111 of the opening 11 has a connection to the contour 13 of the elevation 12. In particular, the opening 11 can be formed as a kind of slot along the axis A of the elevation 12 Furthermore, it is possible for apertures 11 formed in this way to be present in a plurality of embodiments in the abrasive grain 10, in particular arranged radially to an axis X of an elevation 12. Particularly preferred is a circular opening 11.

Im Allgemeinen können Kanten 15, die in den Ausführungsbeispielen scharf gezeichnet sind, auch einen rundlichen Verlauf aufweisen, wie die Kante 15' in Figur 4D.In general, edges 15, which are sharply drawn in the exemplary embodiments, can also have a rounded profile, like the edge 15 'in FIG Figure 4D ,

Betrachtet man den Verlauf des Querschnittes der Öffnung 11 längs der Achse X der Erhebung 12, d.h. vom Basiskörper 16 bis hin zu einer beispielhaften Endfläche 14, sind auch verschiedene Ausgestaltungen möglich. Beispielhaft kann der Schnitt der Innenkontur 111 der Öffnung 11 einen Verlauf haben wie der Schnitt der Aussenkontur der Erhebungen nach den Figuren 5A bis 5H. So kann die Öffnung 11 in ihrer Dicke konstant sein (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 5A) oder auch abnehmen (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 5C). Die Innenkontur 132 eines solchen Querschnittes kann beispielsweise einen ebenen Abschnitt 131 enthalten (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 5A), einen konkaven Abschnitt 132" (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 5B) oder einen konvexen 132' (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 5D) enthalten. Insbesondere die konkave Innenkontur 132" ist von vorteilhafter Wirkung, da in einer bevorzugten Lage des Schleifkorns 10 zu einer Schleifmittel-Unterlage ein vorteilhafter Eingriffswinkel zu einer zu bearbeitenden Oberfläche O entsteht. Bevorzugt liegt dieser Winkel zwischen +45° und -45°, weiter bevorzugt zwischen +40° und -40°, weiter bevorzugt zwischen +30° und -30°, weiter bevorzugt zwischen +25° und -25°, weiter bevorzugt zwischen +20° und -20° und besonders bevorzugt zwischen +10° und -10°. Der Winkel wird dabei als positiv angesehen, wenn sich die Öffnung an ihrem vom Basiskörper abgewandten Ende verbreitert; sie wird als negativ angesehen, wenn sie sich dort verjüngt. Insbesondere ist es möglich, dass eine solche Kontur Stufen aufweist (analog zur Aussenkontur der Erhebung in Figur 5H). In einer bevorzugten Ausführungsform entsteht, wie in Figur 3B gezeigt, eine im Wesentlichen gleichmässige Wandstärke. Das Schleikorn 10 kann eine Höhe H aufweisen, die als längste Ausdehnung in Richtung der Erhebung 12 des Schleifkorns 10 verstanden wird und beispielhaft in Figur 3B gezeigt ist; sie kann etwa 500 µm betragen.Considering the course of the cross section of the opening 11 along the axis X of the elevation 12, ie from the base body 16 to an exemplary end face 14, various embodiments are possible. By way of example, the section of the inner contour 111 of the opening 11 can have a profile as the section of the outer contour of the elevations after the FIGS. 5A to 5H , Thus, the opening 11 may be constant in its thickness (analogous to the outer contour of the survey in FIG. 5A ) or decrease (analogous to the outer contour of the survey in FIG. 5C ). The inner contour 132 of such a cross-section, for example, a flat portion 131 include (analogous to the outer contour of the survey in FIG. 5A ), a concave portion 132 "(analogous to the outer contour of the survey in FIG. 5B ) or a convex 132 '(analogous to the outer contour of the elevation in FIG. 5D ) contain. In particular, the concave inner contour 132 "is of advantageous effect, since in a preferred position of the abrasive grain 10 to form an abrasive base an advantageous pressure angle to a surface to be machined O. Preferably, this angle is between + 45 ° and -45 °, more preferably between + 40 ° and -40 °, more preferably between + 30 ° and -30 °, more preferably between + 25 ° and -25 °, even more preferably between + 20 ° and -20 ° and particularly preferably between + 10 ° and - The angle is considered to be positive when the opening widened at its end facing away from the base body, it is considered negative when it tapers there, in particular it is possible that such a contour has steps (analogous to the outer contour the survey in FIG. 5H ). In a preferred embodiment arises, as in FIG. 3B shown, a substantially uniform wall thickness. The Schleikorn 10 may have a height H, which is understood as the longest dimension in the direction of the elevation 12 of the abrasive grain 10 and exemplified in FIG. 3B is shown; it can be about 500 microns.

Der Basiskörper 16 dient zur besseren Befestigung auf einer Unterlage 41. Beispielhaft kann die Aussenkontur im Sinne der Konturen aus den Figuren 4A bis 4G ausgeführt sein. Der Basiskörper 16 ist vorzugsweise aus geometrischen Basisformen aufgebaut. Die Basisfläche 161 und die Deckfläche 162 können unterschiedliche Konturen, beispielhaft im Sinne der Konturen aus den Figuren 4A bis 4G, haben.The base body 16 serves for better attachment to a base 41. By way of example, the outer contour in the sense of the contours of the FIGS. 4A to 4G be executed. The base body 16 is preferably constructed of basic geometric shapes. The base surface 161 and the top surface 162 may have different contours, for example in the sense of the contours of the FIGS. 4A to 4G , to have.

Von besonderem Vorteil ist ein Schleifkorn 10 mit einer kegelförmigen Erhebung 12 und einer kreisförmigen Öffnung 11 wie in Figur 1 dargestellt.Of particular advantage is an abrasive grain 10 having a conical elevation 12 and a circular opening 11 as in FIG FIG. 1 shown.

Die erfindungsgemässen Schleifkörner können beispielsweise mit einem im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt werden: Zunächst wird eine Dispersion aus 200 g α-Al₂O₃, 0,4 g MgO, 90 g Wasser als Dispersionsmittel und 0,5 g Dispergator hergestellt. Das MgO fungiert dabei als Keimbildner. Als Dispergator kann beispielsweise das Produkt Dolapix CE64, erhältlich von Zschimmer & Schwarz, 56108 Lahnstein, Deutschland eingesetzt werden. Die somit erhaltene Dispersion wird für 30 Minuten bei 200 Umdrehungen pro Minute in einer Planetenkugelmühle gemahlen, beispielsweise einer Planetenkugelmühle PM400, erhältlich von der Retsch GmbH, 42781 Haan, Deutschland. Anschliessend wird die gemahlene Dispersion in eine Giessform aus Silikon eingefüllt, die Vertiefungen in der Form der gewünschten Schleifkörner enthält. Für einige Ausführungsformen des Schleifkorns kann ein wie oben beschriebenes zusätzliches Formelement verwendet werden, beispielsweise eine weitere Giessform, mit welchem ergänzend zu der in der Giessform geformten Oberfläche zumindest ein Teil der restlichen Oberfläche des Schleifkorns formbar ist. Daraufhin wird die flüchtige Komponente, also das Wasser, aus der Dispersion entfernt. Hierdurch entsteht ein Schleifkorn-Vorprodukt, welches aus der Giessform entfernt wird. In einem abschliessenden Schritt wird das Vorprodukt als Schüttgut bei 1550 °C für 5 Minuten gesintert. Der Dispergator wird beim Sintern herausgebrannt.The abrasive grains according to the invention can be prepared, for example, by a process described below: First, a dispersion of 200 g of α-Al ₂ O ₃ , 0.4 g of MgO, 90 g of water as dispersant and 0.5 g of dispersant is prepared. The MgO acts as a nucleating agent. As a dispersant, for example, the product Dolapix CE64 available from Zschimmer & Schwarz, 56108 Lahnstein, Germany can be used. The dispersion thus obtained is ground for 30 minutes at 200 revolutions per minute in a planetary ball mill, for example a planetary ball mill PM400, available from Retsch GmbH, 42781 Haan, Germany. Subsequently, the ground dispersion is filled into a mold of silicone containing wells in the shape of the desired abrasive grains. For some embodiments of the abrasive grain, an additional molding element as described above may be used, for example a further casting mold, with which at least a part of the remaining surface of the abrasive grain can be formed in addition to the surface formed in the casting mold. Then the volatile component, ie the water, is removed from the dispersion. This creates an abrasive grain precursor which is removed from the mold. In a final step, the precursor is sintered as bulk material at 1550 ° C for 5 minutes. The disperser is burned out during sintering.

Ein erfindungsgemässer Schleifartikel kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden: Auf einer Unterlage aus Vulkanfiber mit einer Dicke von 0,8 mm wird eine Phenolharz-Dispersion als Grundbinder-Vorläufer in einer Menge von 120 g/m² aufgetragen. Anschliessend werden 600 g/m² der erfindungsgemässen Schleifkörner mittels elektrostatischer Streuung aufgetragen. Daraufhin wird der Grundbinder-Vorläufer zu einem Grundbinder gehärtet. Über dem Grundbinder und den Schleifkörnern wird eine Phenolharz-Dispersion in einer Menge von 800 g/m² als Deckbinder-Vorläufer aufgetragen, welche ebenfalls gehärtet wird.An abrasive article according to the invention can be prepared, for example, as follows: On a pad of vulcanized fiber having a thickness of 0.8 mm, a phenolic resin dispersion is applied as a base binder precursor in an amount of 120 g / m ² . Subsequently, 600 g / m ^{2 of} the inventive abrasive grains are applied by means of electrostatic scattering. The base binder precursor is then cured to a base binder. Over the base binder and the abrasive grains is applied a phenolic resin dispersion in an amount of 800 g / m ² as a coat binder precursor, which is also cured.

Claims

An abrasive grain (10) having at least one opening (11), characterized in that the abrasive grain (10) comprises a base body (16) and at least one elevation (12) emanating from the base body (16), which at least part of the opening (11 ) includes.

Abrasive grain (10) according to claim 1, characterized in that the elevation (12) includes the entire opening (11).

Abrasive grain (10) according to one of the above claims, characterized in that the opening (11) is substantially round, in particular circular, at least at one end of the elevation (12).

Abrasive grain (10) according to one of the above claims, characterized in that the opening (11) penetrates the elevation (12) and the base body (16).

Abrasive grain (10) according to one of the upper claims, characterized in that a step is formed between the base body (16) and the elevation (12), in particular a step, in which the outer contour (13) of the elevation (12) within the outer contour the base body (16) is located.

Abrasive grain (10) according to one of the above claims, characterized in that in an axis (A) of the elevation (12) extending cutting plane an angle (δ) between the axis (A) and an outer contour (13) of the survey (12 ) formed between + 45 ° and -45 °, preferably between + 40 ° and -40 °, more preferably between + 30 ° and -30 °, more preferably between + 25 ° and -25 °, more preferably between + 20 ° and -20 ° and more preferably between + 10 ° and -10 °.

Abrasive grain (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
it contains or consists of a ceramic material, in particular a polycrystalline ceramic material, preferably alumina, particularly preferably α-Al ₂ O ₃ .

Totality of abrasive grains (10),
characterized in that
It contains at least 20% by weight, preferably at least 50% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, of abrasive grains (10) according to one of the preceding claims.

Method for producing at least one abrasive grain (10) or a set of abrasive grains (10) according to one of the preceding claims,
characterized by the following steps: a) preparation or provision of a dispersion containing α-alumina particles and / or particles which are convertible into α-alumina, and at least one volatile dispersing agent, preferably water;

b) filling the dispersion into at least one well of a casting mold;

c) optionally, doctoring a top of the mold to remove at least a portion of the dispersion that overhangs the top of the mold;

d) removing a portion of the volatile components of the dispersion to form at least one abrasive grain precursor;

e) removing the abrasive grain precursor from the mold;

f) optionally calcining the abrasive grain precursor;

g) sintering the abrasive grain precursor to obtain at least one abrasive grain (10).

Mold for producing at least one abrasive grain (10) according to one of claims 1 to 7, wherein the casting mold has at least one depression, preferably a plurality of depressions, with a respective surface, the surface being complementary to the shape of at least part of the surface of the abrasive grain ( 10).

An abrasive article containing a set of abrasive grains (10) according to claim 8.

A method for producing an abrasive article according to claim 11, comprising a step in which a set of abrasive grains (10) according to claim 8 is fixed to and / or in a substrate (41), in particular by means of a binder.

Method for grinding a surface (O), in particular a painted surface, with an abrasive article according to claim 11.